54 IMPRESSÃO 3D nesta fase, o grupo já materializou e iniciou os testes de um molde protótipo utilizando os princípios estabelecidos, tendo desde já obtido resultados bastante promissores. Como objeto de estudo, a Erofio Atlântico definiu uma peça plástica estética e funcional composta por dois materiais, injetada com uma ferramenta de dois componentes por transferência. A escolha de uma peça multimaterial teve como principal objetivo desafiar as equipas de Investigação e Desenvolvimento, Projeto, Fabricação e Injeção a conceptualizar e materializar um produto e um processo disruptivo, mas que simultaneamente representasse o tipo de produto consumido pelos clientes do grupo Erofio. Para desenvolver este molde, a primeira fase dos trabalhos passou pela utilização de software de simulação de injeção, de esforços mecânicos e de otimização topológica. A otimização topológica é um método matemático que permite distribuir material numa região definida, em função de esforços e restrições definidas anteriormente. Utilizando dados de esforços mecânicos provenientes do processo de injeção e da simulação do comportamento mecânico, foi assim possível determinar a localização e a quantidade mínima de material metálico necessário para suportar todos os esforços envolvidos no processo de injeção. Paralelamente, foram efetuados os estudos de refrigeração conformada, de forma a garantir que os canais de arrefecimento, responsáveis pelo aquecimento do molde antes de iniciar produção e por arrefecer convenientemente a peça plástica durante a injeção, apresentavam a melhor performance quer ao nível da remoção de calor, quer ao nível de escoamento do fluido, por forma a garantir que o comportamento térmico do molde era o mais equilibrado possível. Devido à utilização da técnica de otimização topológica, o número de componentes necessários à fabricação da ferramenta foi diminuído, o que se traduziu num menor número de operações de maquinação e, consequentemente, de montagem em bancada, uma vez que a fabricação aditiva permite obter um produto ‘near net shape’ (próximo da forma final), necessitando apenas de maquinação as zonas moldantes e as zonas funcionais da ferramenta. No que toca ao processo de injeção, o molde protótipo demonstrou o comportamento obtido anteriormente no AGRADECIMENTOS Este trabalho é realizado no âmbito das ‘Agendas para a Inovação Empresarial’ [Projeto nº 49, de acrónimo ‘INOV.AM’), apoiado pelo PRR - Plano de Recuperação e Resiliência e pelos Fundos Europeus NextGeneration EU. Vista geral da unidade de produção da Erofio Atlântico. processo de simulação, tendo apresentado ganhos ao nível de tempo de ciclo e de energia gasta no processo produtivo, para uma qualidade de peça considerada equivalente. Relativamente ao processo de injeção, foi ainda efetuada uma otimização da máscara robótica que permite a transferência entre os dois componentes injetados e a extração da peça final. A utilização destas máscaras permite poupanças significativas no ‘payload’ que o braço robótico tem de transportar, o que permite dimensionar de forma mais exata o robô necessário para a automatização do processo. Embora ainda não sejam definitivos, a utilização desta abordagem permitiu a obtenção de alguns dos seguintes resultados: quando comparado com o molde convencional que produz uma peça semelhante, o molde protótipo reduz em 80% o peso, utiliza dez vezes menos material na fase de construção (aditivo vs convencional), reduz em, aproximadamente, 50% o 'time-to-market' do molde, reduz o tempo de ciclo de injeção em cerca de 20% e permite ainda a operação do molde a temperaturas mais baixas, o que diminui a energia utilizada por quilograma de material injetado. Apesar de serem resultados promissores, serão ainda efetuados diversos estudos de durabilidade, impacto ambiental e custo produtivo. Em suma, a fabricação aditiva, além de ser uma excelente técnica complementar para produzir postiços ou insertos críticos, poderá alterar o paradigma com que conceptualizamos alguns moldes, apresentando-se como uma alternativa competitiva na fabricação de moldes protótipo, de baixas séries, ou de dimensões reduzidas. n
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